JP2022071229A - 床版架け替え方法、及び、床版架け替え工事用の防護柵 - Google Patents

床版架け替え方法、及び、床版架け替え工事用の防護柵 Download PDF

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恵史 三室
Keiji Mimuro
諒介 村瀬
Ryosuke Murase
大 伊藤
Masaru Ito
宏之 山中
Hiroyuki Yamanaka
泰 山田
Yasushi Yamada
克哉 小林
Katsuya Kobayashi
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Abstract

【課題】 床版架け替え工事を1車線ずつ行う場合に、他の車線の供用を安全に行わせる。【解決手段】 床版撤去機10の進行方向後方エリア、床版架設機20の進行方向前方エリア、又は、床版撤去機10と床版架設機20との間のエリアと、これに隣接する供用中の車線との境界に沿って、移動式防護柵30を配置する。移動式防護柵30は、前後の台車31、32と、これらの台車31、32に架け渡されて支持されるガードレール34と、床版撤去機10及び床版架設機20との連結部材35、36とを含む。【選択図】 図2

Description

本発明は、複数車線の橋梁(道路橋)における床版架け替え方法、及び、床版架け替え工事用の防護柵に関する。
橋梁においては、橋桁(主桁)上にプレキャストコンクリート製の床版が並べられて路面の基礎をなしている。
かかる床版については、長年の使用による内部の鉄筋の腐食などの理由で、架け替え(既存床版の撤去と新設床版の架設)が求められる場合がある。
道路橋の床版更新工事にあたっては、工事に伴うソーシャルロスを低減するため、交通規制の期間や範囲を最小限にすることが求められる。
一般に、道路橋は、互いに独立した並列な2つの橋梁からなり、各橋梁に片側2車線が設けられている。従って、床版架け替え工事は、1車線ずつ行い、車線Aの床版架け替え工事中、車線Bは供用可能(一般車両の通行可能)とする。従って、2車線を全断面とすると、1車線ずつ行うので、「半断面施工」ともいう。
特許文献1は、床版架け替え工事での上記のような「半断面施工」について開示している。
特許文献1はまた、車線Aにおいて床版架け替え工事を行っている期間において、車線Bの供用を安全に行うため、車線Aと車線Bとの境界に仮設防護柵を設置することを開示している。
特開2018-009396号公報
しかしながら、特許文献1は、工事中の車線Aと供用中の車線Bとの境界に仮設防護柵を設置することを開示するのみで、床版架け替え工事に適した防護柵の詳細については開示していない。
床版架け替え工事中は、既存床版の撤去により、新設床版が設置されるまでの間、路面が無くなって、穴があいた状態となることから、隣接する供用中の車線を走行している車両が境界線を越えて進入したときには、穴から落下することになって、大事故を招く。従って、このエリアへの進入を特に厳しく防護する必要がある。
また、このエリアは床版架け替え工事の進行に伴って移動することから、移動しつつ防護することも重要となる。
本発明は、このような実状に鑑み、床版架け替え工事に適した防護柵を用いて行う床版架け替え方法、及び、床版架け替え工事用の防護柵を提供することを課題とする。
本発明に係る床版架け替え方法は、複数の車線を有する橋梁において、少なくとも1つの車線の床版の列に対し、一の進行方向に順次、床版の架け替えを行う方法であって、
第1の態様では、床版撤去機により、前記一の進行方向に順次、既存床版を撤去する既存床版撤去工程を含み、
前記床版撤去機の進行方向後方の隣接する供用中の他の車線との境界に沿って、移動可能な防護柵を配置することを特徴とする。
また、第2の態様では、床版架設機により、前記一の進行方向に順次、新設床版を架設する新設床版架設工程を含み、
前記床版架設機の進行方向前方の隣接する供用中の他の車線との境界に沿って、移動可能な防護柵を配置することを特徴とする。
また、第3の態様では、床版撤去機により前記一の進行方向に順次、既存床版を撤去する既存床版撤去工程と、床版架設機により前記一の進行方向に順次、新設床版を架設する新設床版架設工程と、を含み、
前記床版撤去機と前記床版架設機との間の隣接する供用中の他の車線との境界に沿って、移動可能な防護柵を配置することを特徴とする。
本発明に係る床版架け替え工事用の防護柵は、床版架け替え中の車線と、これに隣接する供用中の車線との間に配置される防護柵であって、
床版架け替え工事の進行方向前方の隣接する供用中の車線の床版上をその境界に沿って移動可能な前側台車と、
床版架け替え工事の進行方向後方の隣接する供用中の車線の床版上をその境界に沿って移動可能な後側台車と、
前記前側台車と前記後側台車とに架け渡されて、これらの台車に支持されるガードレールと、
を含むことを特徴とする。
本発明に係る床版架け替え方法によれば、床版撤去機後方のエリア、床版架設機前方のエリア、又は、床版撤去機と床版架設機との間のエリアと、これに隣接する供用中の他の車線との境界に、防護柵を配置し、床版架け替え工事の進行に合わせて移動可能としたため、他の車線の供用を安全に行いながら、床版架け替え工事を進めることができる。
本発明に係る床版架け替え工事用の防護柵によれば、床版架け替え工事中に、これを用いることで、他の車線の供用を安全に行うことができる。
本発明の一実施形態として車線Aの床版架け替え工事例を示す側面図 同上の工事例の平面図 同上の工事例の正面図 車線Bの床版架け替え工事例を示す平面図 移動式防護柵の台車の配置パターンを示す図 移動式防護柵の支持方式1を示す平面図及び側面図 移動式防護柵の支持方式2を示す平面図及び側面図 移動式防護柵の支持方式3を示す平面図及び側面図 台車の具体例を示す平面図、正面図及び側面図
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態として車線Aの床版架け替え工事例を示す側面図である。また、図2は同上の工事例の平面図、図3は同上の工事例の正面図である。なお、橋軸直角方向を正面とし、橋軸方向を側面としている。
図1の橋梁1は、道路橋を構成する互いに独立した並列な2つの橋梁のうちの一方であり、橋脚(図示せず)に支持させて4本並列に設けられるH形鋼からなる橋桁(主桁)2上に、床版3を並べて、路面を構成し、路面上に上り又は下りの片側2車線(車線Aと車線B)を構成している。従って、もう1つの橋梁(図示せず)に反対方向の片側2車線(車線Cと車線D)が構成される。
床版の架け替えによる図1の橋梁1の再構築については、供用中の道路を対象とするものであるため、工事に伴う交通規制等によるソーシャルロスを最小限にすることが最重要課題となる。このため、床版の架け替えは、いわゆる「半断面施工」としている。
すなわち、1車線ずつ床版の架け替えを行い、車線Aの床版架け替え工事中は、車線Bを供用可能(一般車両の通行を可能)とする。そして、車線Aの床版架け替え工事完了後に、車線Bの床版の架け替えを行い、車線Bの床版架け替え工事中は、車線Aを供用可能とする。
また、既存床版が1枚で橋軸直角方向に車線Aと車線Bの2車線分(全幅)の長さを有している場合は、床版架け替え工事に先立って、既存床版を車線Aと車線Bの境界で切断(縁切り)し、既存床版を1車線分ずつ撤去可能とする。新設床版については、1枚で橋軸直角方向に1車線分(半幅)の長さを有しているものを使用し、新設床版を1車線ずつ架設可能とする。
次に、車線Aの床版架け替え工事について、図1~図3を参照して説明する。なお、床版3について、既存床版と新設床版とを区別して示すときは、既存床版には「a」、新設床版には「n」の添字を付して説明する。
床版撤去機10は、架け替え対象の車線(車線A)上に位置し、撤去前の既存床版3a上(又は既存床版3a上に設置したレール11上)を床版架け替え工事の進行方向に移動しつつ、床版撤去機10の後方側(床版架け替え工事の進行方向と反対側)で既存床版3aを1つずつ撤去する。
床版撤去機10は、その本体が門型構造であり、左右の接地部は門型構造を移動可能とする車輪(軌道輪を含む)12により構成されている。そして、左右の接地部間には既存床版搬出用の運搬車両15が通り抜けることができる空間を有している。
床版撤去機10はまた、既存床版3aの列上を移動するとともに、床版撤去機10の本体から後方側(床版架け替え工事の進行方向と反対側)に張り出した位置に吊り点を有する。
従って、床版撤去機10は、その本体の上部に支持されて後方へ張り出す桁13と、桁13の先端側に設けられた吊り装置14とを含む。
吊り装置14は、既存床版3aを撤去のために吊り上げること、吊り上げた既存床版3aの向きを橋軸直角方向から橋軸方向に変えること、及び、既存床版3aを搬出用の運搬車両15に吊り下ろすことが可能である。
床版架設機20は、架け替え対象の車線(車線A)上で、床版架け替え工事の進行方向で見て、床版撤去機10より後方に位置し、撤去された既存床版3aに代えて自身で架設した新設床版3n上(又は新設床版3n上に設置したレール21上)を床版架け替え工事の進行方向に移動しつつ、床版架設機20の前方側(床版架け替え工事の進行方向と同じ側)で新設床版3nを1つずつ架設する。
床版架設機20は、その本体が門型構造であり、左右の接地部は門型構造を移動可能とする車輪(軌道輪を含む)22により構成されている。そして、左右の接地部間には新設床版搬入用の運搬車両25が通り抜けることができる空間を有している。
床版架設機20はまた、新設床版3nの列上を移動するとともに、床版架設機20の本体から前方側(床版架け替え工事の進行方向と同じ側)に張り出した位置に吊り点を有する。
従って、床版架設機20は、その本体の上部に支持されて前方へ張り出す桁23と、桁23の先端側に設けられた吊り装置24とを含む。
吊り装置24は、新設床版3nを搬入用の運搬車両25から吊り上げること、吊り上げた新設床版3nの向きを橋軸方向から橋軸直角方向に変えること、及び、新設床版3nを架設のために吊り下ろすことが可能である。
既存床版搬出用及び新設床版搬入用の運搬車両15,25としては、一般道路を走行可能な、タイヤ式のトレーラあるいはトラックなどを用いることができる。但し、専用の台車、例えばターンテーブル付きで、運搬時と、受取り・引渡し時とで、床版の向きを変えることができる台車などを用いることを妨げるものではない。ターンテーブル付きの台車を用いる場合は、床版撤去機10及び床版架設機20にて床版の向きを変える必要はなくなる。
本実施形態での床版架け替え工事の流れは、以下の通りである。
(1)既存床版の撤去・搬出
床版撤去機10により既存床版3aを吊り上げて撤去し、撤去した既存床版3aを搬出用の運搬車両15に吊り下ろして、搬出させる。
(2)橋桁ケレン
撤去された既存床版3aが載っていた橋桁2の上フランジのケレン作業を行い、防錆剤を塗布する。ここでは、R面取りロボットやケレンロボットを使用することで、作業員の負担を大幅に減らすことができる。
(3)高さ調整工
橋桁2の上フランジ上に、床版の高さを調整するための硬質ゴムと、床版下の無収縮モルタルの漏れ止めとなるソールスポンジを設置する。
(4)新設床版の搬入・架設
搬入用の運搬車両25により新設床版3nを搬入する。床版架設機20は搬入用の運搬車両25から新設床版3nを吊り上げた後、既存床版3a撤去済みの架設位置に、新設床版3nを吊り下ろして設置する。
上記(1)~(4)の工程は図2に示されるように作業位置(作業エリア)をずらして同時に行われ、床版架け替え工事の進行方向に順次進行していく。
これにより、上記(1)~(4)の各作業エリアを床版3枚分(1枚で2m)とすると、4つの作業エリアで2m×3×4=24m、上記(1)~(4)の各作業エリアを床版4枚分とすると、4つの作業エリアで2m×4×4=32mとなる。
従って、24~32m(おおよそ20~30m)のエリアで、床版無し、すなわち、橋桁2が露出し、穴があいた状態となり、このエリアは床版架け替え工事の進行に伴って移動していく。
従って、床版撤去機10後方で、床版架設機20前方のエリアについて、供用中の車線Bを走行する一般車両が当該エリアに進入しないように、防護柵を配置する必要がある。
図1~図3の実施形態では、移動式防護柵30が用いられる。
移動式防護柵30は、床版撤去機10の進行方向後方のエリア、床版架設機20の進行方向前方のエリア、又は、床版撤去機10と床版架設機20との間のエリアと、これと隣接する供用中の他の車線(車線B)との境界に沿って、供用中の他の車線(車線B)側の床版上を、移動可能であり、移動しつつ防護柵として機能する。
この場合、車線Bは床版架け替え前であるので、移動式防護柵30は車線Bの既存床版上を移動することになる。
移動式防護柵30は、詳しくは、前側台車31と、後側台車32と、前側台車31と後側台車32とに架け渡されて、これらの台車31、32に支持されるガードレール(フェンス部材)34とを含む。ガイドレールは供用中の車線を走行する車両が床版架け替えのエリア、より具体的には床版架け替えにより開口となり得るエリアに進入しない防護となる部材の総称である。前側台車31と後側台車32はそれぞれ、床版撤去機10と床版架設機20に連動してもよいし、連動しなくてもよい。
前側台車31は、床版架け替え工事の進行方向前方の隣接する供用中の車線の床版上をその境界に沿って移動可能であり、床版撤去機10と一体に移動し、また床版撤去機10に支持させるように、床版撤去機10の側部に連結部材35を介して取付けても、連結されていてもよい。なお、床版撤去機10が前側台車31を支持することに代えて、ガードレール34を支持してもよい。
後側台車32は、床版架け替え工事の進行方向後方の隣接する供用中の車線の床版上をその境界に沿って移動可能であり、床版架設機20と一体に移動し、また床版架設機20に支持させるように、床版架設機20の側部に連結部材36を介して取付けても、連結されていてもよい。なお、床版架設機20が後側台車32を支持することに代えて、ガードレール34を支持してもよい。
ガードレール34としては、鋼鉄製のもの、あるいは鋼材の表面に防舷材として用いられるゴム等を取付けたものが用いられる。
また、ガードレール34は、前側台車31と後側台車32との少なくとも一方に、その移動方向にスライド可能に支持される。スライド可能な支持形態としては、例えば、前側台車31と後側台車32に、ブラケット(不図示)を設けておき、ブラケット上にガードレール34を配置する形態や、連結部材35及び連結部材36自体が床版撤去機10及び床版架設機20の移動方向に対してはスライドできる弾性体を介して連結されていてもよい。
このような移動式防護柵30を用いることで、床版架け替え工事に進行に伴って、床版撤去機10及び床版架設機20が移動すると、これに合わせて移動式防護柵30を移動させることができ、防護機能を維持することができる。
図4は車線Bの床版架け替え工事例を示す平面図である。
これは、車線Aの床版架け替え工事の完了後に、車線Bの床版架け替え工事を行う例であり、車線Bの床版架け替え工事の進行方向は、車線Aの床版架け替え工事の進行方向(図1)とは逆方向にしている。このとき、車線Aについては、床版架け替え済みであるので、供用可能としている。
移動式防護柵30は、床版撤去機10の進行方向後方のエリア、床版架設機20の進行方向前方のエリア、又は、床版撤去機10と床版架設機20との間のエリアと、これと隣接する供用中の他の車線(車線A)との境界に沿って、供用中の他の車線(車線A)側の床版上を、移動可能であり、移動しつつ防護柵として機能する。
この場合、車線Aは床版架け替え済みであるので、移動式防護柵30の台車31、32は車線Aの新設床版上を移動することになる。
次に、移動式防護柵30の各種態様について説明する。
図5は台車及びガードレールの配置パターンを示している。
図5(A)は、前後の2つの台車(前側台車31と後側台車32)を用い、これらの台車31、32に架け渡してガードレール34を設けたものである。
ここで、ガードレール34は、前側台車31と後側台車32とのうち、少なくとも一方に、移動方向にスライド可能に支持させている。このようにスライド可能に支持させることで、床版撤去機10と床版架設機20との距離の変化などによる、前側台車31と後側台車32との距離の変化を吸収することができる。
また、ガードレール34は、中間部で2分割し、分割部でピン結合することにより、中折れ部37を形成している。
このような中折れ部37を設けることで、曲線道路の場合にこれに沿って移動させることが可能となる。なお、曲線道路では、床版の架設の際に、前後の床版間の隙間(間詰め部)を左右で異ならせることにより対応している。
図5(B)では、前側台車31と後側台車32との間に配置されてガードレール34の中間部を支持する中間台車33を設けている。
ガードレール34は、前側台車31と中間台車33との間、及び、中間台車33と後側台車32との間で、分割し(3分割)、各分割部でピン結合することにより、2箇所の中折れ部37を形成している。
図5(C)では、前側台車31と後側台車32との間に配置されてガードレール34の中間部を支持する複数の中間台車33を設けることで、多数の台車を連続的に配置している。そして、ガードレール34は、各台車間で分割し、各分割部でピン結合することにより、多数の中折れ部37を形成している。
図5(D)では、図5(C)と同様に、前側台車31と後側台車32との間に配置されてガードレール34の中間部を支持する複数の中間台車33を設けることで、多数の台車を連続的に配置している。そして、ガードレール34は、各台車間で分割し、前後の台車同士を中折れ部としての連結器38により中折れ可能に連結している。
上記のように、ガードレール34の長手方向の中間部に折れ曲がり可能な1~複数の中折れ部37を設けたり、台車31、32、33の連結部(連結器38)を折れ曲がり可能な中折れ部としたりすることにより、曲線道路に対応することができる。
次に、移動式防護柵30の各種支持方式について図6~図8により説明する。
図6は移動式防護柵の支持方式1を示す平面図(A)及び側面図(B)である。
図6の例では、前側台車31はその側部を連結部材35により床版撤去機10の側部に連結して支持させ、後側台車32はその側部を連結部材36により床版架設機20の側部に連結して支持させている。
上記のように、移動式防護柵30(ガードレール34)に作用する外力に対して、少なくとも、前側台車31が床版撤去機10に支持され、及び/又は、後側台車32が床版架設機20に支持されることにより、供用中の車線Bを走行する車両が移動式防護柵30(ガードレール34)に衝突しても、床版架け替え工事中の車線Aへの進入を防止することができる。
図7は移動式防護柵の支持方式2を示す平面図(A)及び側面図(B)である。
図7の例では、ガードレール34に十分な厚さ(質量)を持たせることで、前側台車31、後側台車32及び中間台車33を床版撤去機10及び床版架設機20に連結することなく、移動式防護柵30全体の自重で、保持されるようにしてある。
すなわち、移動式防護柵30に作用する外力に対して、ガードレール34含む移動式防護柵30全体の自重により台車31、32、33と路面との間に生じる摩擦力で対抗するのである。
図8は移動式防護柵の支持方式3を示す平面図(A)及び側面図(B)である。
図8の例では、移動式防護柵30に作用する外力に対して、移動式防護柵30が、既存床版3aが撤去されたエリアにて床版3が架設されていない露出した橋桁(主桁)2に支持される。
図8の例では、移動式防護柵30は、前側台車31と後側台車32との間に2つの中間台車33、33を有するとともに、これら2つの中間台車33、33に横桁39、39を介して連結されてフレーム構造をなす2つの補助台車40、40を有する。
補助台車40、40は、既存床版が撤去された床版3が架設されていないエリアの橋桁2又はこれに予め取付けられた補助桁42上を移動可能となっている。
補助桁42を用いる場合、床版架け替え工事に先立って、橋桁2の側部に適当間隔で支持部材41を取付け、支持部材41により支持させて補助桁42を設置すればよい。この作業は交通規制を行うことなく実施することができる。
次に、台車(前側台車31、後側台車32又は中間台車33)のより具体的な構成例について、図9により説明する。
図9は、図5(D)のタイプの台車の具体例(具体化のアイデアを詰め込んだ例)を示す平面図(A)、正面図(B)及び側面図(C)である。
図9の台車は、台車本体51と、台車本体51の上部に設けたガードレール載置部52と、台車本体51の前側底部及び後側底部に配置して回転可能に支持したウレタン車輪53と、ウレタン車輪53を回転駆動するモータ54と、を含んで構成される。
台車本体51のガードレール載置部52には、台車本体51とほぼ同じ長さのガードレール(図示せず)が載置されて、支持される。
台車本体51の前端部及び後端部には、前後の台車(図示せず)と中折れ可能にピン連結するための連結器55が設けられている。
また、台車本体51の前側側部及び後側側部には、上下方向に延びる軸56が設けられ、軸56の下端側にガイドローラ57が回転自在に取付けられている。従って、ガイドローラ57は水平面内を回転可能であり、台車本体51を移動させる際に、このガイドローラ57を供用中の床版3の端面にガイドさせ、端面から反力を受けて押付けながら移動させることで、台車本体51の移動経路を安定させることができる。
なお、図示の実施形態はあくまで本発明を概略的に例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
1 橋梁
2 橋桁(主桁)
3 床版(3a:既存床版、3n:新設床版)
10 床版撤去機
11 レール
12 車輪(軌道輪)
13 桁
14 吊り装置
15 既存床版搬出用の運搬車両
20 床版架設機
21 レール
22 車輪(軌道輪)
23 桁
24 吊り装置
25 新設床版搬入用の運搬車両
30 移動式防護柵
31 前側台車
32 後側台車
33 中間台車
34 ガードレール
35、36 連結部材
37 中折れ部
38 連結器(中折れ部)
39 横桁
40 補助台車
41 支持部材
42 補助桁
51 台車本体
52 ガードレール載置部
53 ウレタン車輪
54 モータ
55 連結器
56 軸
57 ガイドローラ

Claims (10)

  1. 複数の車線を有する橋梁において、少なくとも1つの車線の床版の列に対し、一の進行方向に順次、床版の架け替えを行う方法であって、
    床版撤去機により、前記一の進行方向に順次、既存床版を撤去する既存床版撤去工程を含み、
    前記床版撤去機の進行方向後方の隣接する供用中の他の車線との境界に沿って、移動可能な防護柵を配置することを特徴とする、床版架け替え方法。
  2. 複数の車線を有する橋梁において、少なくとも1つの車線の床版の列に対し、一の進行方向に順次、床版の架け替えを行う方法であって、
    床版架設機により、前記一の進行方向に順次、新設床版を架設する新設床版架設工程を含み、
    前記床版架設機の進行方向前方の隣接する供用中の他の車線との境界に沿って、移動可能な防護柵を配置することを特徴とする、床版架け替え方法。
  3. 複数の車線を有する橋梁において、少なくとも1つの車線の床版の列に対し、一の進行方向に順次、床版の架け替えを行う方法であって、
    床版撤去機により前記一の進行方向に順次、既存床版を撤去する既存床版撤去工程と、床版架設機により前記一の進行方向に順次、新設床版を架設する新設床版架設工程と、を含み、
    前記床版撤去機と前記床版架設機との間の隣接する供用中の他の車線との境界に沿って、移動可能な防護柵を配置することを特徴とする、床版架け替え方法。
  4. 床版架け替え中の車線と、これに隣接する供用中の車線との間に配置される防護柵であって、
    床版架け替え工事の進行方向前方の隣接する供用中の車線の床版上をその境界に沿って移動可能な前側台車と、
    床版架け替え工事の進行方向後方の隣接する供用中の車線の床版上をその境界に沿って移動可能な後側台車と、
    前記前側台車と前記後側台車とに架け渡されて、これらの台車に支持されるガードレールと、
    を含むことを特徴とする、床版架け替え工事用の防護柵。
  5. 前記前側台車と前記後側台車との間に配置されて前記ガードレールの中間部を支持する、1~複数の中間台車を更に含むことを特徴とする、請求項4記載の床版架け替え工事用の防護柵。
  6. 前記ガードレールは、前記台車のうち、少なくとも、前記前側台車又は前記後側台車に、その移動方向にスライド可能に支持されることを特徴とする、請求項4又は請求項5記載の床版架け替え工事用の防護柵。
  7. 前記防護柵は、その長手方向の中間部に、折れ曲がり可能な1~複数の中折れ部を有することを特徴とする、請求項4~請求項6のいずれか1つに記載の床版架け替え工事用の防護柵。
  8. 前記防護柵に作用する外力に対して、少なくとも、前記前側台車が床版撤去機に支持されることを特徴とする、請求項4~請求項7のいずれか1つに記載の床版架け替え工事用の防護柵。
  9. 前記防護柵に作用する外力に対して、少なくとも、前記後側台車が床版架設機に支持されることを特徴とする、請求項4~請求項7のいずれか1つに記載の床版架け替え工事用の防護柵。
  10. 前記防護柵に作用する外力に対して、前記防護柵が、既存床版が撤去されたエリアの橋桁に支持されることを特徴とする、請求項4~請求項7のいずれか1つに記載の床版架け替え工事用の防護柵。
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